Вопрос 19

Кислотные осадки.

Источник: методичка «Глобальные проблемы атмосферы».

Ответ:

Кислотными осадками называют дожди, туманы, снег, кислотность которых выше нормальной (рН < 5,6). К ним также относят выпадение из атмосферы сухих кислых частиц, называемых кислотными отложениями. Большая часть загрязняющих веществ оседает локально, на ограниченных территориях Европы и Северной Америки, которые занимают около 5 % суши. В этих районах серьезно нарушены работы экосистем.

К основным загрязнениям атмосферы, которые являются источниками образования кислотных осадков, относятся двуокись серы, окиси азота (П) и (1У) (NО и NO₂), НCl газзобразный, и летучие органические соединения (реакционноспособные алканы, олефины, ароматические углеводороды, альдегиды и кетоны, органические кислоты (муравьиная, уксусная)). ЛОС, в отличие от окисей серы и азота, поступают в атмосферу, главным образом, из природных источников (65 % от общего количества).

Основные загрязнители: транспорт (соединения азота), промышленность (угольная и цветная металлургия, соединения серы) и энергетика.

Влияние кислотных осадков на окружающую среду:

1) Влияние на водные системы. Закисление пресных вод (потеря ими способности к нейтрализации). Вода становится непригодной для питья, для бытовых целей; в ней гибнет всё живое. Норма кислотности для рек и озер – рН = 8. Когда систематически идут дожди, срабатывает буферная емкость водосборного бассейна (она поглощает ионы водорода). Когда возможности буфера исчерпаны, кислотность среды резко возрастает.

Если на поверхность озера систематически из года в год проливаются кислые дожди, то наблюдаются следующие изменения:

- первое время вода сохраняет щелочную реакцию благодаря естественным буферным свойствам, понемногу озеро начинает подкисляться;

- при рН = 7, когда вода приобретает нейтральную реакцию, в ней начинает падать содержание кальция, что ведет к гибели икры некоторых земноводных;

- при рН = 6,6 гибнут улитки;

- при рН 6,0 активность фитопланктона снижается, одни типы замещаются другими, исчезают пресноводные креветки, погибает икра остальных земноводных;

- при рН = 6,0 - 5,5 сокращается численность и видовое разнообразие живых существ;

- при рН = 5,6 у речных раков и моллюсков покровы становятся мягкими, их одолевают паразиты. Икру покрывает грибок;

- при рН = 5 популяция рыб полностью исчезает;

- при рН 5,5 бурно развиваются кислотолюбивые мхи, грибы, нитчатые водоросли, которые заглушают почти всю остальную растительность. Вымирают рыбы, в том числе щуки и окуни. Развитию сине-зеленых водорослей способствуют стоки с полей, предприятий, города;

- при дальнейшем снижении рН в воде появляется новый обитатель - сухопутный мох сфагнум. Это ведет к гибели фауны, сфагнум для нее не съедобен, к тому же он извлекает из воды катионы кальция, еще более меняется ее химический состав;

- при рН = 4,5 рыбы в озере не остается. Гибнут лягушки, многие насекомые. Вода в озере выглядит чистой и прозрачной, потому что в ней уже вымерли все организмы, и попадающие в нее органические остатки нетронутыми ложатся на дно. Сфагнум, некоторые водоросли и грибы образуют на дне плотный ковер, который препятствует поступлению питательных веществ из донных осадков в воду. Под этим ковром постепенно исчезают запасы кислорода и начинают развиваться анаэробные бактерии, выделяющие углекислый газ, метан, сероводород.

2) Влияние на урожайность сельскохозяйственных культур. Пострадает зеленая масса растений, корневая система не пострадает, т.к. известь в составе почвы способна контролировать уровень рН. При правильной агротехнической обработке, позволяющей поддерживать оптимально кислотность почвы, и содержании достаточного количества питательных веществ, отрицательные воздействия связаны с взаимодействием дождя с листвой.

3) Влияние на леса. Механизм воздействия кислотных осадков на лес сложный, требует учета многих факторов: состав загрязняющих веществ, климат местности, состав леса, состав почвы, стрессы (морозы, осадки, ветер). Гибель хвойных лесов проявляется в усыхании вершин, изменении цвета иголок, опадании иголок, замедлении фотосинтеза, понижении морозоустойчивости деревьев.

Механизмы воздействия кислотных осадков на лес:

1. Прямой контакт. Кислотные осадки, особенно туманы и сухие отложения, нарушают защитный восковой покров листьев, растения становятся более уязвимыми для насекомых, грибов, патогенных организмов. Во время засухи через поврежденные листья испаряется больше влаги.

2. Выщелачивание биогенов. Частицы гумуса и глины обычно отрицательно заряжены. Они удерживают положительные биогенные ионы калия, кальция, аммония, которые являются питательными веществами. Происходит вымывание биогенов из листьев; количество питательных веществ уменьшается, замедляется рост растений, повышается уязвимость к болезням, вредителям, стрессам.

3. Мобилизация токсичных элементов. Под действием кислотных дождей происходит высвобождение (мобилизация) алюминия, железа, ртути, свинца и др. токсичных элементов. Растворение и далее поглощение растениями и микроорганизмами этих металлов ведет к их отравлению и гибели.

4) Влияние на строительные материалы:

· металлы (сталь, железо): подвергаются коррозии;

· строительный камень: изменяется прочность, ухудшаются внешние качества (возможно изменение окраски);

· поверхностные покрытия (краски, лаки, полимеры): нарушается прочность, появляется хрупкость, ускоряется старение.

5) Влияние на здоровье людей. Загрязнение атмосферы отражается на здоровье человека, в последние годы появилось много необычных заболеваний и обострились известные: воспаление кожи, полиаллергии, легочные заболевания, токсическое поражение печени, нервно-психические расстройства. Вред при дыхании наносят кислотные дожди, кислотные вещества – газы (двуокиси серы и азота) и аэрозольные частицы.

Меры предотвращения отрицательных воздействий:

1) Очищение газообразных выбросов промышленности, транспорта, энергетики;

2) Использование новых технологий, исключающих эти выбросы;

3) Замена топлива (угля, бензина на газовое топливо);

4) Очистка угля от примесей серы;

5) Использование альтернативных источников энергии;

6) Подбор температуры горения топлива и её поддержание;

7) Применение систем доочистки (дожигания) отходящих газов;

8) Известкование почвы и воды.